冲压工艺与模具设计复习题与答案集合Word文件下载.docx

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（×

3.复合工序、连续工序、复合—连续工序都属于组合工序。

（√）

4.分离工序是指对工件的剪裁和冲裁工序。

5.所有的冲裁工序都属于分离工序。

6.成形工序是指对工件弯曲、拉深、成形等工序。

7.成形工序是指坯料在超过弹性极限条件下而获得一定形状。

8.把两个以上的单工序组合成一道工序，构成复合、级进、复合-级进模的组合工序。

9.冲压变形也可分为伸长类和压缩类变形。

10.冲压加工只能加工形状简单的零件。

11.冲压生产的自动化就是冲模的自动化。

第一章冲压变形的基本原理复习题答案

1.塑性变形的物体体积保持不变，其表达式可写成ε1+ε2+ε3=0。

2.冷冲压生产常用的材料有黑色金属、有色金属、非金属材料。

3.物体在外力的作用下会产生变形，如果外力取消后，物体不能恢复到原来的形状和尺寸，这种变形称为塑性变形。

4.影响金属塑性的因素有金属的组织、变形温度、变形速度、变形的应力与应变状态、金属的尺寸因素。

5.在冲压工艺中，有时也采用加热冲压成形方法，加热的目的是提高塑性，降低变形抗力。

6.材料的冲压成形性能包括成形极限和成形质量两部分内容。

7.压应力的数目及数值愈大，拉应力数目及数值愈小，金属的塑性愈好。

8.在同号主应力图下引起的变形，所需的变形抗力之值较大，而在异号主应力图下引起的变形，所需的变形抗力之值就比较小。

9.在材料的应力状态中，压应力的成分愈多，拉应力的成分愈少，愈有利于材料塑性的发挥。

10.一般常用的金属材料在冷塑性变形时，随变形程度的增加，所有强度指标均增加，硬度也增加，塑性指标降低，这种现象称为加工硬化。

11.用间接试验方法得到的板料冲压性能指标有总伸长率、均匀伸长率、屈强比、硬化指数、板厚方向性系数γ和板平面方向性系数△γ。

12.在筒形件拉深中如果材料的板平面方向性系数△γ越大，则凸耳的高度越大。

13.硬化指数n值大，硬化效应就大，这对于伸长类变形来说就是有利的。

14.当作用于坯料变形区的拉应力的绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是伸长变形，故称这种变形为伸长类变形。

15.当作用于坯料变形区的压应力的绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是压缩变形，故称这种变形为压缩类变形。

16.材料对各种冲压加工方法的适应能力称为材料的冲压成形性能。

17.材料的冲压性能好，就是说其便于冲压加工，一次冲压工序的极限变形程度和总的极限变形程度大，生产率高，容易得到高质量的冲压件，模具寿命长等。

18.材料的屈服强度与抗拉强度的比值称为屈强比。

屈强比小，对所有的冲压成形工艺都有利。

二、判断题（正确的打√，错误的打×

）

1.变形抗力小的软金属，其塑性一定好。

（×

2.物体的塑性仅仅取决于物体的种类，与变形方式和变形条件无关。

3.金属的柔软性好，则表示其塑性好。

4.变形抗力是指在一定的加载条件和一定的变形温度下，引起塑性变形的单位变形力。

5.物体某个方向上为正应力时，该方向的应变一定是正应变。

6.物体某个方向上为负应力时，该方向的应变一定是负应变。

7.物体受三向等压应力时，其塑性变形可以很大。

8.材料的塑性是物质一种不变的性质。

9.金属材料的硬化是指材料的变形抗力增加。

10.物体受三向等拉应力时，坯料不会产生任何塑性变形。

　　　　　　　　　　（∨）

11.当坯料受三向拉应力作用，而且

时，在最大拉应力

方向上的变形一定是伸长变形，在最小拉应力

方向上的变形一定是压缩变形。

　　　　　（∨）

12.当坯料受三向压应力作用，而且

时，在最小压应力

方向上的变形一定是伸长变形，在最大压应力

　　　　（∨）

三、问答题

1.影响金属塑性和变形抗力的因素有哪些？

影响金属塑性的因素有如下几个方面：

（1）化学成分及组织；

（2）变形温度；

（3）变形速度；

（4）应力状态。

2.请说明屈服条件的含义，并写出其条件公式。

屈服条件的表达式为：

，其含义是只有当各个应力分量之间符合一定的关系时，该点才开始屈服。

3.什么是材料的力学性能？

材料的力学性能主要有哪些？

材料对外力作用所具有的抵抗能力，称为材料的机械性能。

板料的性质不同，机械性能也不一样，表现在冲压工艺过程的冲压性能也不一样。

材料的主要机械性能有：

塑性、弹性、屈服极限、强度极限等，这些性能也是影响冲压性能的主要因素。

4.什么是加工硬化现象？

它对冲压工艺有何影响？

金属在室温下产生塑性变形的过程中，使金属的强度指标（如屈服强度、硬度）提高、塑性指标（如延伸率）降低的现象，称为冷作硬化现象。

材料的加工硬化程度越大，在拉伸类的变形中，变形抗力越大，这样可以使得变形趋于均匀，从而增加整个工件的允许变形程度。

如胀形工序，加工硬化现象，使得工件的变形均匀，工件不容易出现胀裂现象。

5.什么是板厚方向性系数？

由于钢锭结晶和板材轧制时出现纤维组织等因素，板料的塑性会因为方向不同而出现差异，这种现象称为板料的塑性各向异性。

各向异性包括厚度方向的和板平面的各向异性。

厚度方向的各向异性用板厚方向性系数γ表示。

γ值越大，板料在变形过程中愈不易变薄。

如在拉深工序中，加大γ值，毛坯宽度方向易于变形，而厚度方向不易变形，这样有利于提高拉深变形程度和保证产品质量。

通过对软钢、不锈钢、铝、黄铜等材料的实验表明，增大γ值均可提高拉深成形的变形程度，故r值愈大，材料的拉深性能好。

6.什么是板平面各向异性指数Δγ？

板料经轧制后，在板平面内会出现各向异性，即沿不同方向，其力学性能和物理性能均不相同，也就是常说的板平面方向性，用板平面各向异性指数Δγ来表示。

比如，拉深后工件口部不平齐，出现“凸耳”现象。

板平面各向异性制数Δγ愈大，“凸耳”现象愈严重，拉深后的切边高度愈大。

由于Δγ会增加冲压工序（切边工序）和材料的消耗、影响冲件质量，因此生产中应尽量设法降低Δγ。

7.如何判定冲压材料的冲压成形性能的好坏?

板料对冲压成形工艺的适应能力，称为板料的冲压成形性能。

它包括：

抗破裂性、贴模性和定形性。

抗破裂性是指冲压材料抵抗破裂的能力，一般用成形极限这样的参数来衡量；

贴模性是指板料在冲压成形中取得与模具形状一致性的能力；

定形性是指制件脱模后保持其在模具内既得形状得能力。

很明显，成形极限越大、贴模性和定形性越好，材料的冲压成形性能就越好。

第二章冲裁工艺及冲裁模设计复习题答案

1.冲裁既可以直接冲制成品零件，又可以为其他成形工序制备毛坯。

2.从广义来说，利用冲模使材料相互之间分离的工序叫冲裁。

它包括冲孔、落料、切断、修边、等工序。

但一般来说，冲裁工艺主要是指冲孔和落料工序。

3.冲裁根据变形机理的不同，可分为普通冲裁和精密冲裁。

4.冲裁变形过程大致可分为弹性变形、塑性变形、断裂分离三个阶段。

5.冲裁件的切断面由圆角带、光亮带、剪裂带、毛刺四个部分组成。

6.圆角带是由于冲裁过程中刃口附近的材料被牵连拉入变形的结果。

7.光亮带是紧挨圆角带并与板面垂直的光亮部分，它是在塑性变形过程中凸模与凹模挤压切入材料，使其受到切应力和挤压应力的作用而形成的。

8.冲裁毛刺是在刃口附近的側面上材料出现微裂纹时形成的。

9.塑性差的材料，断裂倾向严重，剪裂带增宽，而光亮带所占比例较少，毛刺和圆角带大；

反之，塑性好的材料，光亮带所占比例较大。

10.增大冲裁件光亮带宽度的主要途径为：

减小冲裁间隙、用压板压紧凹模面上的材料、对凸模下面的材料用顶板施加反向压力，此外，还要合理选择塔边、注意润滑等。

11.减小塌角、毛刺和翘曲的主要方法有：

尽可能采用合理间隙的下限值，保持模具刃口的锋利、合理选择塔边值、采用压料板和顶板等措施。

12.冲裁凸模和凹模之间的间隙，不仅对冲裁件的质量有极重要的影响，而且还影响模具寿命、冲裁力、卸料力和推件力等。

13.冲裁间隙过小时，将增大卸料力、推件力、冲裁力以及缩短模具寿命。

14.合理间隙冲裁时，上下刃口处所产生的剪裂纹基本能重合，光亮带约占板厚的1/2～1/3左右，切断面的塌角、毛刺和斜度均较小，完全可以满足一般冲裁件的要求。

15.间隙过小时，出现的毛刺比合理间隙时的毛刺高一些，但易去除，而且断面的斜度和塌角小，在冲裁件的切断面上形成二次光亮带。

16.冲裁间隙越大，冲裁件断面光亮带区域越小，毛刺越大；

断面上出现二次光亮带是因间隙太小而引起的。

17.影响冲裁件毛刺增大的原因是刃口磨钝、间隙大。

18.间隙过大时，致使断面光亮带减小，塌角及斜度增大，形成厚而大的拉长毛刺。

19.冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，则精度越高。

20.所选间隙值的大小，直接影响冲裁件的断面和尺寸精度。

21.影响冲裁件尺寸精度的因素有两大方面，一是冲模本身的制造偏差，二是冲裁结束后冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差。

影响冲裁件尺寸精度的因素有间隙、材料性质、工件的形状和尺寸、材料的相对厚度t/D等，其中间隙起主导作用。

22.当间隙较大时，冲裁后因材料的弹性回复使落料件尺寸小于凹模尺寸；

冲孔件的孔径大于凸模尺寸。

23.当间隙较小时，冲裁后因材料的弹性回复使落料件尺寸大于凹模尺寸，冲孔件的孔径小于凸模尺寸。

24.对于比较软的材料，弹性变形量小，冲裁后的弹性回复值亦小，因而冲裁件的精度较高；

对于较硬的材料则正好相反。

25.冲模的制造精度越高，则冲裁件的精度越高。

26.间隙过小，模具寿命会缩短，采用较大的间隙，可延长模具寿命。

27.随着间隙的增大，冲裁力有一定程度的降低，而卸料力和推料力降低明显。

28.凸、凹模磨钝后，其刃口处形成圆角，冲裁件上就会出现不正常的毛刺，凸模刃口磨钝时，在落料件边缘产生毛刺；

凹模刃口磨钝时，在冲孔件孔口边缘产生毛刺；

凸、凹模刃口均磨钝时，则制件边缘与孔口边缘均产生毛刺。

消除凸（凹）模刃口圆角的方法是修磨凸（凹）模的工作端面。

29.冲裁间隙的数值，等于凹模与凸模刃口部分尺寸之差。

30.在设计和制造新模具时，应采用最小的合理间隙。

31.材料的厚度越大，塑性越低的硬脆性材料，则所需间隙c值就越大；

而厚度越薄、塑性越好的材料，所需间隙值就越小。

32.合理间隙值和许多因素有关，其主要受材料的力学性能和材料厚度因素的影响。

33.在冲压实际生产中，主要根据冲裁件的断面质量、尺寸精度和模具寿命三个因素给间隙规定一个范围值。

34.在设计模具时，对尺寸精度、断面垂直度要求高的工件，应选用较小的间隙值；

对于断面垂直度与尺寸精度要求不高的工件，以提高模具寿命为主，应选用较大的间隙值。

35.冲孔时，凸模刃口的尺寸应接近或等于冲孔件的最大极限尺寸。

36.落料件的尺寸与凹模刃口尺寸相等，冲孔件的尺寸与凸模刃口尺寸相等。

37.冲裁模凸模和凹模的制造公差与冲裁件的尺寸精度、冲裁间隙、刃口尺寸磨损有关。

38.落料时，因落料件的大端尺寸与凹模尺寸相等，应先确定凹模尺寸，即以凹模尺寸为基础，为保证凹模磨损到一定程度仍能冲出合格的零件，故落料凹模基本尺寸应取工件尺寸范围内较小尺寸，而落料凸模基本尺寸则按凹模基本尺寸减最小初始间隙。

39.冲孔时，因工件的小端尺寸与凸模尺寸一致，应先确定凸模尺寸，即以凸模尺寸为基础，为保证凸模磨损到一定程度仍能冲出合格的零件，故冲孔凸模基本尺寸应取工件孔尺寸范围内较大尺寸，而冲孔凹模基本尺寸则按凸模基本尺寸加最小初始间隙。

40.凸、凹模分别加工的优点是凸、凹模具有互换性，制造周期短，便于成批生产。

其缺点是模具制造公差小、模具制造困难、成本较高。

41.配制加工法就是先按设计尺寸加工一个基准件（凸模或凹模），然后根据基准件的实际尺寸再按间隙配作另一件。

42.落料时，应以凹模为基准配制凸模，凹模刃口尺寸按磨损的变化规律分别进行计算。

43.冲孔时，应以凸模为基准配制凹模，凸模刃口尺寸按磨损的变化规律分别进行计算。

44.凸、凹模分开制造时，它们的制造公差应符合δ凸+δ凹≤2cmax-2cmin的条件。

45.配制加工凸、凹模的特点是模具的间隙由配制保证，工艺比较简单，不必校核δ凸+δ凹≤2cmax-2cmin的条件，并且可放大基准件的制造公差，使制造容易。

46.冲孔用的凹模尺寸应根据凸模的实际尺寸及最小冲裁间隙配制。

故在凹模上只标注基本尺寸，不标注公差，同时在零件图的技术要求上注明凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配制，保证双面间隙为2cmin～2max。

47.冲裁件的经济公差等于不高于IT11级，一般落料件公差最好低于IT10级，冲孔件最好低于IT9级。

48.冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。

49.冲裁件的工艺性分析，主要从冲裁件的结构工艺性、冲裁件的精度和冲裁件的断面质量等三方面进行。

50.冲裁件的断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁模间隙刃口锐钝情况以及冲模的结构有关。

当冲裁厚度为2mm以下的金属板料时，其断面粗糙度值Ra一般可达12.5～3.2。

51.冲裁件在条料、带料或板料上的布置方式叫排样。

52.排样是否合理将影响到材料的合理利用、冲件质量、生产率、模具的结构及使用寿命等。

53.材料的利用率是指冲裁件实际面积与板料面积之比，它是衡量合理利用材料的指标。

54.冲裁产生的废料可分为两类，一类是结构废料，另一类是工艺废料。

55.减少工艺废料的措施是：

设计合理的排样方案，选择合理的板料规格和合理的搭边值；

利用废料作小零件。

56.排样的方法，按有无废料的情况可分为有废料排样、无废料排样和少废料排样。

57.对于有废料排样，冲裁件的尺寸完全由冲模来保证，因此制件的精度高，模具寿命高，但材料利用率低。

58.无废料排样是沿直线或曲线切断条料而获得冲件，无任何搭边，冲裁件的质量和精度要差一些，但材料的利用率高。

59.排样时，冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料叫搭边。

60.搭边是一种工艺废料废料，但它可以补偿定位误差和料宽误差，确保制件合格；

搭边还可增加条料刚度，提高生产率；

此外还可避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉入模具间隙，从而提高模具寿命。

61.硬材料的搭边值可小一些；

软材料、脆材料的搭边值要大一些。

冲裁件尺寸大或者有尖突复杂形状时，搭边值取大一些；

材料厚的搭边值要取大一些。

62.手工送料，有侧压装置的搭边值可以小，刚性卸料的比弹性卸料的搭边值大。

63.冲裁件尺寸大或是有尖角时，搭边值取大一些；

在冲裁件过程中，冲裁力是随凸模进入材料的深度而变化的。

通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值。

64.在冲裁结束时，由于材料的弹性回复及摩擦的存在，将使冲落部分的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。

65.从凸模或凹模上卸下的废料或冲件所需的力称卸料力，将梗塞在凹模内的废料或冲件顺冲裁方向推出所需的力称推料力，逆冲裁方向将冲件从凹模内顶出所需的力称顶料力。

66.采用弹压卸料装置和下出件方式冲裁时，冲压力等于冲裁力、卸料力、推料力之和；

采用刚性卸料装置和下出料方式冲裁时，冲压力等于冲裁力、推料力之和；

采用弹性卸料装置和上出料方式冲裁时，冲压力等于冲裁力、卸料力、推料力、顶料力之和。

67.为了实现小设备冲裁大工件或使冲裁过程平稳以减少压力机的震动，常用阶梯凸模冲裁法、斜刃口冲裁法和加热冲裁法来降低冲裁力。

68.在几个凸模直径相差较大、距离又较近的情况下，为了能避免小直径凸模由于承受材料流动的侧压力而产生的折断或倾斜现象，凸模应采用阶梯布置，即将小凸模做短一些。

这样可保证冲裁时，大直径凸模先冲。

69.阶梯冲裁时，大凸模长度应比小凸模长度长，可以保证冲裁时大凸模先冲。

70.采用斜刃冲裁时，为了保证冲件平整，落料时应将凸模做成平刃；

冲孔时应将凹模做成平刃。

71.材料加热后，由于抗剪强度降低，从而降低了冲裁力。

72.模具压力中心就是冲压力合力的作用点。

模具的压力中心应该通过压力机滑块的中心线。

如果模具的压力中心不通过压力机滑块的中心线，则冲压时滑块会承受偏心载荷，导致滑块、压力机导轨及模具导向部分零件不正常磨损；

还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件的质量和模具的寿命。

73.冲裁模的形式很多，按送料、出件及排除废料的自动化程度可分为手动模、半自动模和自动模等三种。

74.按工序组合程度分，冲裁模可分为单工序模、级进模和复合模等几种。

75.在压力机的一次行程中，只完成一个冲压工序的冲模称为单工序模。

76.在条料的送进方向上，具有两个或两个以上的工位，并在压力机的一次行程中，在不同的工位上完成两个或两个以上工位的冲压工序的冲模称为级进模。

77.在压力机的一次行程中，在模具的同一位置上，完成两个或两个以上的冲压工序的模具，叫复合模。

78.冲裁模具零件可分为工艺零件、结构零件。

79.组成冲模的零件有工作零件，定位零件，导向零件，压料，卸料和出件零件，支撑零件，紧固及其它零件等。

80.在冲模中，直接对毛坯和板料进行冲压加工的零件称为工艺零件。

81.由于级进模的工位较多，因而在冲制零件时必须解决条料或带料的定位问题，才能保证冲压件的质量。

82.定位零件是指用于确定条料或工件在模具中的正确位置的零件。

83.所谓导向零件，是用于确定上、下模相对位置、保证位置精度的零件。

84.级进模中，典型的定位结构有挡料钉及导正销和侧刃等两种。

85.无导向单工序冲裁模的特点是结构简单，制造成本低，但使用时安装调整凸、凹模间隙较不方便，冲裁件质量差，模具寿命低，操作不安全。

因而只适用于精度不高、形状简单，批量小的冲裁件的冲压。

86.由于级进模生产率高，便于操作，易实现生产自动化，但轮廓尺寸大，制造复杂，成本高，所以一般适用于批量大、小尺寸工件的冲压生产。

87.由于级进模的工位较多，因而在冲制零件时必须解决条料或带料的定位问题，才能保证冲压件的质量。

常用的定位零件是挡料钉和侧刃。

88.应用级进模冲压，排样设计很重要，它不但要考虑材料的合理利用，还应考虑制件的精度要求、冲压成形规律、模具寿命等问题。

89.级进模的排样设计时，对零件精度要求高的，除了注意采用精确的定位方法外，还应尽量减少工位数，以减少定位累积误差。

孔距公差较小的孔应尽量在同一工位中冲出。

90.在级进模的排样设计中，对孔壁距离小的制件，考虑到模具的强度，其孔可分步冲出；

工位之间壁厚小的，应增设空位；

外形复杂的制件，应分步冲出，以简化凸模、凹模形状，增强其强度，便于加工和装配；

侧刃的位置应尽量避免导致凸、凹模局部工作以免损坏刃口，影响模具寿命。

91.需要弯曲、拉深、翻边等成形工序的零件，采用连续冲压时，位于成形过程变形部位上的孔，应安排在成形后冲出，落料或切断工步一般安排在最后工位上。

92.全部为冲裁工步的级进模，一般是先冲孔后落料。

先冲出的孔可作为后续工位的定位孔，若该孔不适合定位或定位要求较高时，则应冲出工艺孔作定位用。

93.套料连续冲裁，按由里向外的顺序，先冲内轮廓后冲外轮廓。

94.复合模在结构上的主要特征是有一个既是冲孔的凹模又是落料凸模的凸凹模。

95.按照落料凹模的位置不同，复合模分为顺装复合模和倒装复合模两种。

96.凸凹模在上模，落料凹模在下模的复合模称为顺装复合模。

97.复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外形的相对位置精度高，板料的定位精度高，冲模的外形尺寸较小，但复合模结构复杂，制造精度高，成本高。

所以复合模一般用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。

98.凸模的结构形式，按其断面形状分为圆形、非圆形；

按刃口形状有平刃、斜刃等；

按结构分为整体式、镶拼式、阶梯式、直通式和带护套式等。

99.凸模的固定方式有台肩固定、铆接、螺钉和销钉固定以及粘结固定和快换固定等。

100.圆形凸模常用的固定方法有台阶式和快换式。

101.由于模具结构的需要，凸模的长度大于极限长度，或凸模工作部分直径小于允许的最小值，就应该采用凸模护套等方法加以保护。

102.整体阶梯式圆形凸模强度高，刚性好，装配修磨方便。

其工作部分的尺寸由计算而得；

与凸模固定板配合部分按过渡配合制造。

103.非圆形凸模，如果固定部分为圆形，必须在固定端接缝处加防转销；

以铆接法固定时，铆接部分的硬度较工作部分要低。

104.凹模的类型很多，按外形分有圆形、方形或长方形，按结构分有整体式和镶拼式；

按刃口形式分有平刃和斜刃。

105.直刃壁孔口凹模，其特点是刃口强度较高，修磨后刃口尺寸不变，制造较方便。

但是在废料或冲件向下推出的模具结构中，废料会积存在孔口内，凹模胀力大，刃壁磨损快，且每次修磨量较大。

106.斜刃壁孔口凹模，其特点是孔口内不易积料，每次修磨量小，刃口强度较差。

修磨后刃口尺寸会变大，这种刃口一般用于形状简单的冲件冲裁，并一般用于精度要求不高的下出件的模具。

107.复合模的凸凹模壁厚最小值与冲模结构有关，顺装式复合模的凸凹模壁厚可小些；

倒装式复合模的凸凹模壁厚应大些。

108.对于大中型的凸、凹模或形状复杂，局部薄弱的小型凸、凹模常采用镶拼结构。

109.镶拼结构的凸、凹模设计原则是：

力求改善加工工艺性，减少钳工工作量，提高模具加工精度；

便于装配和维修；

满足冲压工艺，提高冲压件质量。

110.设计镶拼结构的凸、凹模时，A、应尽量将复杂形状的内形加工变成外形加工，以便切削加工和磨削；

B、应该沿转角、尖角分割，并尽量使拼块角度大于或等于９０°

；

C、圆弧尽量单独分块，拼接线应在离切点４～７的直线处，大圆弧和长直线可分成几块，另外应与刃口垂直，且不宜过长，一般为１２～１５mm；

D、为了满足冲压工艺的要求，提高冲件